CN103206257B - 用于空气动力发动机的加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加热设备，具体而言，涉及一种用于空气动力发动机的加热装置，该加热装置包括：增压水泵、冷却水储水箱、加热罐、高频变压器、高频主机，其中，加热罐分为加热罐a和加热罐b，每一加热罐由加热管、气液混合管组成；加热罐a和加热罐b的底部设有短管、顶部设有出气管、侧面设有回水管。该加热装置的加热罐a和加热罐b同时对气液进行加热，并且最终得到的加热气体通过一根管道进入发动机的压缩空气进气管道内，驱动活塞运动以使其效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热设备，具体而言，涉及一种用于空气动力发动机的加热装置。
背景技术
发动机被广泛应用于各行各业中，在现代交通运输工具比如汽车、轮船等中，一般采用以燃油作为动力源的活塞式内燃发动机。这种采用燃油作为动力源的发动机一方面因燃油燃烧不充分，使得排出的气体中含有大量的有害物质而污染环境，另一方面因使用的燃油是从石油中提炼而获得，石油资源的日益紧缺使得燃油发动机的发展和利用受到越来越多的限制。因此开发新的、洁净的、无污染的替代能源，或者尽可能地减少燃油消耗、降低排放成为发动机发展中急需解决的问题，以压缩空气作为动力源的空气动力发动机正好满足了这种要求。
专利US6311486B1公开了一种采用纯空气动力发动机的气动汽车，这种纯空气动力发动机采用了对压缩空气换热的换热器，这种换热器一定程度上提高了压缩空气的进气温度，但由于换热器仅仅利用了尾气的热能，不能将压缩空气的温度提高到期望的程度。
本申请的申请人在其中国专利CN101428555 A公开了一种空气混合动力汽车，该混合动力汽车包括能量回收装置、能量存储装置、动力驱动装置、控制装置、换挡装置及辅助装置。当机动车正常行驶时，空气动力发动机提供动力，当机动车在制动、刹车、转弯等需要减速时，进行能源回收。这种混合动力汽车一定程度上利用了压缩空气发动机的排气，提高了压缩空气的能量利用率。但这种空气动力汽车未能对压缩空气的进气温度进行提升，因此压缩空气蕴含的压能不能得到充分地利用，续航里程受到一定的限制。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种用于空气动力发动机的加热装置，旨在提高压缩空气的进气温度，从而实现空气动力发动机的功率。为此，本发明采用如下的技术方案。一种用于空气动力发动机的加热装置，该加热装置包括：第一增压水泵、第一冷却水储水箱、加热罐、高频变压器、高频主机，加热罐分为第一加热罐和第二加热罐，其外部设置有加热装置外壳；第一加热罐和所述第二加热罐底部设有短管、顶部设有出气管、侧面设有回水管。
优选的是，所述加热罐由气液混合管和加热管组成，加热管套在气液混合管的外部。
优选的是，所述气液混合管和加热管呈螺旋状。
优选的是，所述第一加热罐的底部短管与第一进气支管相通；第二加热罐的底部短管与第二进气支管相通，并且第一进气支管与第二进气支管汇集到进气管。
优选的是，所述进气管上设置有增压泵、压力表，该进气管与储气罐管路连接，以从减压储气罐接收减压后的压缩空气。
优选的是，所述第一冷却水储水箱外设置有第一进水管、第一回水管、第二回水管、第二进水管。
优选的是，所述第一进水管与第一加热罐的底部短管和第二加热罐的底部短管相通，并且该第一进水管上设置有增压泵、压力表。
优选的是，所述第一回水管与第一加热罐的底部相连；第二回水管与第二加热罐的底部相连。
优选的是，所述第二进水管上设置有第一增压水泵，第二进水管通过第一增压水泵后被分为第一进水支管、第二进水支管，分别与第一加热管、第二加热管相通。
优选的是，所述第一进水支管、第二进水支管的端部均设有接线装置，该接线装置与高频变压器相连。
优选的是，所述高频变压器与高频主机相连，高频主机外设有主机冷却装置，该主机冷却装置通过管道与第二冷却水储水箱相连，第二冷却水储水箱外设有第二增压水泵。
优选的是，所述加热管选用黄铜材料。
优选的是，所述出气管与发动机的压缩空气进气管道相连接。
如示范性实施例，高压储气罐中的压缩空气通过缓冲罐进行减压，该缓冲罐上设置有减压阀，高压储气罐内的高压空气减压后到达1-2MPa，再经过加热设备加热后通入气缸中。该加热装置的第一加热罐和第二加热罐同时对气液进行加热，并且最终得到的加热气体通过一根管道进入发动机的进气管道内驱动活塞运动使其效率更高。
附图说明
现在将描述如本发明的优选但非限制性的实施例，本发明的这些和其他特征、方面和优点在参考附图阅读如下详细描述时将变得显而易见，其中：
图1为按照本发明的用于摆动式可变多缸空气动力发动机的加热装置结构示意图；
图2为图1中的按照本发明的加热罐的剖视图。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
现在参考图1，图1描述了根据本发明的用于空气动力发动机的加热装置结构示意图。该加热装置该加热装置包括：增压水泵21A、第一第一冷却水储水箱、加热罐、高频变压器91、高频主机10，加热罐分为第一加热罐 71和第二加热罐 81，其外部设置有加热装置外壳51；第一加热罐 71和所述第二加热罐 81底部设有短管78、顶部设有出气管12、侧面设有回水管41。该加热装置的第一加热罐 71和第二加热罐 81的外部设置有加热装置外壳51以对其进行保护。
该加热装置的原理为：第一冷却水储水箱 11A内的冷却水经第一进水管15输送到第一加热罐 71、第二加热罐 81的加热管70内，由于第一加热罐 71、第二加热罐 81的上部设有接线装置61，因而可以让冷却水进入加热管70内并在其中进形加热。加热管70的内部套有螺旋状的气液混合管80，气液混合管80与进气管16相通，当加热管70内的冷却水被加热后气液混合管80内的气液混合物将被加热为气体，得到的加热气体被出气管12送入发动机的压缩空气进去管道中，从而驱动活塞做功。
接下来根据图1所示详细说明该加热装置的工作过程。增压泵14不断地利用从压缩机压缩的再经稳压罐稳压后的压缩空气，并且利用从第一冷却水储水箱中抽取水作为介质，气体压力迫使进气管16内部的活塞被推动，内部出口控制阀使有一定压力的流体流出，在增压泵14的作用下将压缩空气输入加热装置中。水和压缩空气，这两种物质分别通过第一进水管15、进气管16流出后，分出两条短管78进入第一加热罐 71、第二加热罐 81的螺旋状的气液混合管80中，使气液混合管80中流动的是具有一定压力的气体和水的气液混合物质。而外部的加热管70通过增压泵从冷却水储水箱中抽取水。由于加热管70是黄铜加工而成，故有很好的导热、导电性。第一加热罐 71、第二加热罐 81上部的接线装置61接通高频变压器91和高频主机10，使加热管70中的水被加热，从而使内部的气液混合管80中的气液混合物被加热，当温度达到t℃时，液体（水）气化，随后压力增高，当温度达到m℃（m＞t）时，气体膨胀向上运动，进入出气管12，出气管12上的排气阀（未示出）打开，加热后的气体输出，两部分气体混合后得到的加热气体经一条管道输送进入发动机的压缩空气进气管道，从而使发动机的活塞更容易地做功、动力增大、效率更高。
该加热装置的第一加热罐 71和第二加热罐 81同时对气液进行加热，并且最终得到的加热气体通过一根管道进入发动机的压缩空气进气管道内，驱动活塞运动以使其效率更高。
接下来结合图2所示对该加热装置进一步的说明。第一加热罐的底部短管与第一进气支管相通；第二加热罐的底部短管与第二进气支管相通，并且第一进气支管与第二进气支管汇集到进气管。第一进水管15与第一加热罐 71的底部短管78和第二加热罐 81的底部短管78相通，并且该第一进水管15上设置有增压泵、压力表。气液混合管80和加热管70呈螺旋状，并且加热管70螺旋在气液混合管80的外面。加热管70选用黄铜材料具有很好的导热、导电性。
为了能够将储气罐内的压缩空气顺利地输送到该加热装置中，进气管16上设置有增压泵14、压力表13。另外，该加热装置中选用冷却水作为加热的介质，第一冷却水储水箱 11A外设置有第一进水管15、第一回水管 41A、第二回水管 41B、第二进水管31。第一回水管 41A、第二回水管 41B分别位于第一加热罐 71和第二加热罐 81的下部，整个加热装置中的水路为循环水路，使该加热装置中的气体保持在固定的温度。
第二进水管31上设置有第一增压水泵 21A，第二进水管31通过第一增压水泵 21A后被分为第一进水支管 31A、第二进水支管 31B，分别与第一加热管 71、第二加热管 81相通。所述第一进水支管 31A、第二进水支管 31B的端部均设有接线装置61，该接线装置61与高频变压器91相连。
所述高频变压器91与高频主机10相连，高频主机10外设有主机冷却装置22，该主机冷却装置22通过管道与第二冷却水储水箱11B相连，第二冷却水储水箱 11B外设有第二增压水泵 22B，从而对高频主机10进行冷却，避免温度过高发生故障。
尽管参考附图详细地公开了本发明，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本发明的应用。本发明的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本发明保护范围和精神的情况下针对本发明所作的各种变型、改型及等效方案。
Claims (12)
1.一种用于空气动力发动机的加热装置，该加热装置包括：第一增压水泵、第一冷却水储水箱、加热罐、高频变压器、高频主机，其特征在于：加热罐分为第一加热罐和第二加热罐，其外部设置有加热装置外壳；第一加热罐和所述第二加热罐底部设有短管、顶部设有出气管、侧面设有回水管；所述加热罐由气液混合管和加热管组成，加热管套在气液混合管的外部。
2.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述气液混合管和加热管呈螺旋状。
3.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述第一加热罐的底部短管与第一进气支管相通；第二加热罐的底部短管与第二进气支管相通，并且第一进气支管与第二进气支管汇集到进气管。
4.如权利要求3所述的加热装置，其特征在于：所述进气管上设置有增压泵、压力表，该进气管与储气罐管路连接，以从减压储气罐接收减压后的压缩空气。
5.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述第一冷却水储水箱外设置有第一进水管、第一回水管、第二回水管、第二进水管。
6.如权利要求5所述的加热装置，其特征在于：所述第一进水管与第一加热罐的底部短管和第二加热罐的底部短管相通，并且该第一进水管上设置有增压泵、压力表。
7.如权利要求5所述的加热装置，其特征在于：所述第一回水管与第一加热罐的底部相连；第二回水管与第二加热罐的底部相连。
8.如权利要求5所述的加热装置，其特征在于：所述第二进水管上设置有第一增压水泵，第二进水管通过第一增压水泵后被分为第一进水支管、第二进水支管，分别与第一加热管、第二加热管相通。
9.如权利要求8所述的加热装置，其特征在于：所述第一进水支管、第二进水支管的端部均设有接线装置，该接线装置与高频变压器相连。
10.如权利要求1或9所述的加热装置，其特征在于：所述高频变压器与高频主机相连，高频主机外设有主机冷却装置，该主机冷却装置通过管道与第二冷却水储水箱相连，第二冷却水储水箱外设有第二增压水泵。
11.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述加热管选用黄铜材料。
12.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述出气管与发动机的压缩空气进气管道相连接。
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